(57)【要約】  本発明は、管端部（４）を調心して保持するための着脱可能な保持具（２）を備える、フローティングマンドレルを用いて引抜き加工のために管端部（４）を準備する装置に関し、管端部（４）は、自動で円錐形の拡張マンドレル（１０）を用いて拡張される。
2019523138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管端部（４）を調心して保持するための着脱可能な保持具（２）を備える、
フローティングマンドレルを用いて引抜き加工のために管端部（４）を準備する装置であって、
前記管端部（４）を、自動で円錐形の拡張マンドレル（１０）を用いて拡張することを特徴とする、引抜き加工のために管端部を準備する装置。
【請求項２】
前記管端部（４）内へ前記フローティングマンドレル（１２）を導入するための供給体（１３）、および／または
前記フローティングマンドレル（１２）を保持するための少なくとも１つの凹み（４ｂ，４ｃ）を加工するためのプレス体（５）
をさらに備える、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記供給体（１３）が前記フローティングマンドレル（１２）を前記管端部（４）内へ導入する前に、前記管端部（４）は、自動で、まず円錐形の拡張マンドレル（１０）を用いて拡張されることを特徴とする、請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記拡張マンドレル（１０）は、前記管（３）内へ引抜加工油を供給するための注入部材（１０ａ）を有することを特徴とする、請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記プレス体（５）は、前記マンドレル（１２）の手前に位置決めされた第１の凹み（４ｂ）と前記マンドレル（１２）の後方に位置決めされた第２の凹み（４ｃ）とを相互に別個に加工することが可能であることを特徴とする、請求項３または４のいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
前記拡張マンドレル（１０）が前記管端部（４）を拡張するとき、前記管（３）は、前記第１の凹み（４ｂ）により、管長手方向で形状結合に基づき保持されていることを特徴とする、請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記プレス体（５）は、管長手方向に相互に間隔を置いた少なくとも２つのプレス突起（６，７）を有し、該プレス突起（６，７）は、相互に独立して管端部（４）をプレス加工可能であることを特徴とする、請求項３から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
前記装置は、尖頭加工プレス（１５）を含み、該尖頭加工プレス（１５）を用いて、前記管端部（４）は、前記フローティングマンドレルの導入後に、つかみ用に尖頭加工されることを特徴とする、請求項３から７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
前記管端部（４）は、非直角の、特に規定されていない切断縁（４ａ）を有し、前記拡張マンドレル（１０）は、前記切断縁（４ａ）を修正することなく前記管端部（４）内に係合することを特徴とする、請求項３から８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
特に請求項１から９までのいずれか１項記載の装置を用いて、引抜き加工のために管端部を準備する方法であって、以下のステップ：
ａ．保持具（２）内で管端部（４）を調心して保持する、ステップ；
ｂ．プレス体（５，６）を用いて少なくとも１つの第１の凹み（４ｂ）を加工する、ステップ；
ｃ．円錐形の拡張マンドレル（１０）を用いて前記管端部（４）を拡張し、その際、前記管端部（４）は、管長手方向で前記プレス体（５，６）と前記第１の凹み（４ｂ）とを介して保持されている、ステップ；
ｄ．フローティングマンドレル（１２）を前記第１の凹み（４ｂ）の手前まで前記管端部（４）内へ導入する、ステップ；
を有する、引抜き加工のために管端部を準備する方法。
【請求項１１】
少なくともステップｃおよびステップｄを自動で、手動の作用を要することなく連係して実行し、特に少なくともステップｂ、ステップｃおよびステップｄを自動で、手動の作用を要することなく連係して実行することを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
方法の全体のステップを自動で、手動の作用を要することなく連係して実行することを特徴とする、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記プレス体（５，７）を用いて第２の凹み（４ｃ）を加工し、その際、前記フローティングマンドレル（１２）が、両方の前記凹み（４ｂ，４ｃ）の間で捕捉されている、ステップを有することを特徴とする、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の、引抜き加工のために管端部を準備する装置および引抜き加工のために管端部を準備する方法に関する。
【０００２】
引抜き加工により管を変形するには、つかみと結合するために管の端部を相応に準備しなければならない。摺動マンドレルを用いた引抜き加工に際して、さらに、このマンドレルは、管の始端領域内へ局所的に導入しなければならない。通常の場合、そのような準備対策は、ほぼ手動で、自動度を有さずにまたはわずかしか有さずに行われる。
【０００３】
引抜き加工の実地から、請求項１の上位概念に記載の構成手段において、摺動マンドレルを自動でまず管内へ導入し、その後で同時にそれぞれ１つの凹みが、導入されたマンドレルの手前でかつ後方で管周面に加工される構成手段が知られている。この場合、マンドレルの導入前に、多くの場合手動で行わなければならない管端部の直角の加工の高い要求が満たされるべきである。
【０００４】
本発明に係る装置の適用は、必須ではないが好適には、たとえば銅などの比較的軟質の金属から成る管に関する。管内における摺動マンドレルの使用に応じて、準備の後に続く引抜き加工に際して、管は、肉厚さは低減するが所定の内径を維持してまたは所定の内径に仕上げて成形される。
【０００５】
本発明の課題は、管端部内における摺動マンドレルの簡単で確実な位置決めを可能にする、引抜き加工のために管端部を準備する装置を提供することである。
【０００６】
この課題は、本発明によれば、冒頭で述べた装置において、請求項１の特徴部に記載の構成により解決される。
【０００７】
拡張マンドレルを用いた自動の拡張により、これに続いて、フローティングマンドレルを簡単にかつ確実に管端部内へ導入することができる。
【０００８】
好適な改良形態によれば、装置は、管端部内へフローティングマンドレルを導入するための供給体、および／またはフローティングマンドレルを保持するための少なくとも１つの凹みを加工するためのプレス体を備える。
【０００９】
この場合、好適な改良形態によれば、供給体がフローティングマンドレルを管端部内へ導入する前に、管端部を、自動で、まず円錐形の拡張マンドレルを用いて拡張することができる。
【００１０】
拡張マンドレルは、簡単な形態では、適切な角度を成して円錐状に延在するマンドレルであってよい。自動のプロセスとは、本発明の思想では、好適には、自動のプロセスのステップの間に管端部における手動の係合が行われないと解される。
【００１１】
プレス体とは、本発明の思想では、好適には、１つまたは複数のトング（挟持体）であって、トングを用いて、半径方向に向けられた凹みを形成するための局所的な変形力が及ぼされる、トングと解される。この場合、凹みは、管横断面を局所的に狭窄し、これにより凹みは、特に引抜きプロセスの開始まで、摺動マンドレルの自由運動を制限する。この場合、後続の引抜きプロセスの枠内で、つかみおよびダイスにより生じる力は、フローティングマンドレルが各々の凹みを越えて押し込まれる程度の大きさである。
【００１２】
管端部を調心して保持するための着脱可能な保持具は、本発明の思想では、多様に構成されていてよい。第１の形態は、プレス体とは別個の装置であってよい。そのような保持具は、特にプレス体から間隔を置いて配置されていてよい。この場合、保持具およびプレス体は、好適には、互いに対して相対的に可動であってよい。この場合、特に好適には、プレス体を保持された管端部の方へ移動させることができる、または保持具に収容された管端部をプレス体に供給することができる。
【００１３】
これに対して代替的な、本発明の詳細な構成によれば、保持具は、プレス体とともに、一体のユニットとして構成されていてよい。したがって、プレス体の少なくとも１つのプレス突起は、たとえば管端部を保持するための複数の載設部のうちの１つとして構成されていてよい。この場合、必要に応じて、プレス突起は、残りの保持具に対して相対的に別個に可動の要素として提供されてよい。これにより、まず管端部の変形のない保持を達成することが可能となり、これにより、これに続いて少なくとも１つのプレス突起の操作により、１つ（または複数の）凹みが加工される。プレス突起は、特に簡単な構造では、相応に力強く設計された、たとえばトング状に閉鎖可能な保持具の領域における固い突部として設けられてもよい。そのような構成手段において、保持ステップと凹み加工ステップとは同時に実行される。
【００１４】
本発明の好適な改良形態によれば、拡張マンドレルは、管内へ引抜加工油を供給するための注入部材を有することが規定されている。これにより、拡張と、摺動マンドレルの導入前に必要とされる潤滑とがまとめられる。注入部材は、特に別個に操作可能な管路として、拡張マンドレルの中心の孔に形成されていてよい。
【００１５】
本発明の特に好適な形態によれば、プレス体は、マンドレルの手前に位置決めされた第１の凹みとマンドレルの後方に位置決めされた第２の凹みとを相互に別個に加工することが可能である。この場合、特に好適には、拡張マンドレルが管端部を拡張するとき、管は、第１の凹みにより、管長手方向に形状結合に基づき保持されてよい。これにより、拡張中の高い軸方向の力が効果的に受け止められる。これに続いて摺動マンドレルを問題なく導入することができる。というのも、第２の凹みが、その時点ではまだ存在していないからである。
【００１６】
構造的に簡単な実現において、プレス体は、管長手方向に相互に間隔を置いた少なくとも２つのプレス突起を有し、プレス突起は、相互に依存せずに管端部をプレス加工可能である。これに対して代替的な解決手段によれば、管に対して相対的に移動可能なプレス体が設けられてもよいので、第１の凹みおよび第２の凹みを同一のプレス突起により加工することができる。
【００１７】
フローティングマンドレルを形状結合に基づき制限するための２つの凹みの加工は、有利であるが、本発明の思想では必須でない。単一の凹みまたは第１の凹みだけが設けられてもよい。この場合、好適には、相応の摩擦力により、管端部からのマンドレルの落下が阻止される。
【００１８】
本発明の一般的に好適な改良形態によれば、装置は、尖頭加工プレスを含み、尖頭加工プレスを用いて、管端部は、フローティングマンドレルの導入後につかみ用に尖頭加工される。これにより、引抜き装置内へ導入する前に管端部の統合された完全な準備が可能となる。好適には、尖頭加工が同様に自動で行われるので、管の調心保持からフローティングマンドレルの導入および拡張を解して管端部の尖頭加工まで、管に対する手動操作による係合を行わなくてよい。
【００１９】
本発明に係る装置は、さらに好適には、管端部が、非直角の、特に規定されない切断縁を有し、拡張マンドレルが、切断縁を修正することなく管端部内へ係合することを可能にする。この場合、管は、たとえば管長手方向軸線に対して３０°を超える切断縁の角度を有し、それにもかかわらず本発明に係る装置を用いて確実にかつ自動で準備することができる。
【００２０】
本発明の課題は、さらに、引抜き加工のために管端部を準備する方法であって、以下のステップ：
ａ．保持具内で管端部を調心して保持する、ステップ；
ｂ．プレス体を用いて少なくとも１つの第１の凹みを加工する、ステップ；
ｃ．円錐形の拡張マンドレルを用いて管端部を拡張し、その際、管端部は、管長手方向で、プレス体と第１の凹みとを介して保持されている、ステップ；
ｄ．フローティングマンドレルを第１の凹みの手前まで管端部内へ導入する、ステップ；
を有する、引抜き加工のために管端部を準備する方法により解決される。
【００２１】
この場合、一般的に好適には、少なくともステップｃおよびステップｄは、自動で、手動の相互作用なく連係して実行される。さらに好適には、少なくともステップｂ、ステップｃおよびステップｄは、自動で、手動の相互作用なく連係して実行される。
【００２２】
特に好適には、本発明に係る方法の全体のステップは、自動で、手動の相互作用なく一緒に実行される。この場合、場合により、保持具に対する管端部の最初の供給は依然として手動で行われることが規定されていてよい。管引抜きのための設備全体の自動度に応じて、この引き渡しを自動で行ってもよい。
【００２３】
好適な形態によれば、方法は、さらに、
ｅ．プレス体を用いて第２の凹みを加工し、その際、フローティングマンドレルが、両方の凹みの間で捕捉されている、ステップを有する。
【００２４】
これにより、マンドレルは、双方向に形状結合に基づき、特に確実に管端部に固定される。
【００２５】
特に好適には、方法は、本発明に係る装置を用いて実行される。
【００２６】
別の利点および特徴は、以下に説明する実施の形態および添付の図面から明らかである。
【００２７】
以下、添付の図面に基づき、本発明の好適な実施の形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る装置の部分側面図である。
【図２】管の第１の加工ステップ後における図１の装置を詳細に拡大して示す平面図である。
【図３】管の第２の加工ステップ中における図２の装置を詳細に拡大して示す図である。
【図４】管内へフローティングマンドレルを導入する前における図２の装置を詳細に拡大して示す図である。
【図５】マンドレルの導入後における図２の装置を詳細に拡大して示す図である。
【図６】管の後続の加工ステップ後における図２の装置を詳細に拡大して示す図である。
【図７】管の尖頭加工後における図１の装置の別の部分を示す図である。
【００２９】
図１に示された装置は、フレーム１を含み、フレーム１に、可動に操作可能な複数の要素が付設されている。フレーム１に、管３を収容させるための着脱可能な保持具２が配置されている。この場合、クランプ２ａが、低損傷で管３の周囲に作用する。
【００３０】
管３は、好適には軟質の金属、たとえば銅から成る。管３は、角度および配向がほとんど規定されていない切断縁を有する端部を備える。管３の大部分は、ドラム（図示していない）に収容されており、ドラムを介して、管３は、管端部４の準備後に引抜きステーションへ送られる。これに対して代替的に、本発明に係る装置を全体的に可動に構成し、準備を行って各々の管を形成するように操作することもできる。
【００３１】
保持具２に管端部４を収容した後で、プレス体５が、管端部４上へ移動する。プレス体５は、相互に間隔を置いて配置された２つのプレス突起６，７を含み、プレス突起６，７は、それぞれ別個の液圧シリンダ６ａ，７ａを用いて制御可能である。プレス突起６，７は、本形態では、それぞれ対向するまたは相互作用する、突起の対偶として配置されている。それぞれ単一のプレス突起６，７および対応する対向受けしか有しない代替的な配置も同様に実現可能である。
【００３２】
プレス体５は、フレーム１に保持された揺動アーム８に配置されており、揺動アーム８は、アクチュエータ８ａを用いて軸線８ｂまわりに管端部４へ向けて、または管端部４から離れる方へ揺動することができる。プレス体５の他に、揺動アーム８に、管端部４用のクランプ保持具９ａを有する保持体９がさらに配置されている。
【００３３】
拡張マンドレル１０が、フレームに接して移動可能なマンドレル保持具１１に収容されている。マンドレル保持具１１は、自動でフレーム１に沿って移動可能であり、これにより拡張マンドレル１０が管端部４の高さ位置へもたらされる（図２参照）。次いで、拡張マンドレル１０は、自動で管の長手方向に、本形態では水平方向に前進可能である。その際、拡張マンドレルは、管端部４内へ進入し、この管端部４を拡張する（図３参照）。
【００３４】
この場合、管端部４は、図３および図４において表されているように、規定されていない角度を有する斜めに延在する切断縁４ａを備えてよく、この場合、それにもかかわらず拡張マンドレル１０の滑らかな円錐面により十分なガイドおよび拡張が保証される。
【００３５】
拡張中の管長手方向の管３の良好な保持および支持を達成するために、拡張マンドレルの前進の前に、第１の凹み４ｂが、第１のプレス突起６を用いて、管３に加工される。その際、プレス突起６は、まず凹み４ｂにおける凹んだ位置に留まるので、管長手方向で形状結合に基づく保持が得られる（図２のプレス突起６の位置参照）。したがって、拡張マンドレル１０の、管長手方向に作用する力は、大部分が、第１のプレス突起６またはプレス体５により揺動アーム８を介してフレーム１へ伝達される。拡張中の管３の滑動または変位は、効果的に阻止されている。第２のプレス突起７による管端部４の凹みの形成は、この時点ではまだ行われていない。
【００３６】
拡張マンドレルは、中心の通路１０ａをさらに有し、通路１０ａは、管３の端部領域において管３の内部へ引抜加工油を供給する注入部材として用いられる。引抜加工油は、好適には、拡張の間に注入されるので、拡張マンドレルの摩擦を低減することもできる。
【００３７】
さらに、引抜加工油は、拡張後に管端部４内へ導入されるフローティングマンドレル１２の摺動に役立つ。
【００３８】
フローティングマンドレル１２は、ランス状の供給体１３に着脱可能に配置されている。供給体１３は、拡張マンドレルに対して平行に、フレーム１に対して移動可能な支持体１４に収容されている。この場合、支持体１４は、拡張マンドレル１０のマンドレル保持具１１だけではなくフローティングマンドレル１２の供給体１３も収容する。
【００３９】
前述の拡張プロセスの後で、拡張マンドレル１０が再び引き戻され、支持体１４が、フローティングマンドレル１２が拡張された管端部４の高さ位置に位置するように移動する。そこで、マンドレル１２は、供給体１３とともに、管端部４内へ導入される（図５参照）。その際、マンドレル１２は、最終的に第１の凹み４ｂの手前に至る。
【００４０】
これに続いて、第２の凹み４ｃが第２のプレス突起７を用いて管３に加工されるので、フローティングマンドレル１２は、マンドレル１２の手前に位置決めされた第１の凹み４ｂとマンドレルの後方に位置決めされた第２の凹み４ｃとの間に捕捉される（図６参照）。そこで供給体１３は、マンドレル１２から取り外されて、引き戻される。
【００４１】
これに続いて、同様にフレーム１に可動に保持された尖頭加工プレス１５がその位置を移動して、管３の端部をプレスして、減径加工する。このプロセスは、管端部４の尖頭加工とも称される。
【００４２】
そのように準備された管端部４は、つかみ（図示していない）により、尖頭加工された領域で捕捉し、ダイスを通して引っ張ることができる。その際、フローティングマンドレルは、公知の態様で連行される。
【００４３】
もちろん、前述の全てのプロセスは、管端部４の最初の保持から出発して尖頭加工の終了まで連続的に自動で特にコンピュータ制御されて進行する。
【００４４】
前述の個々のステーションおよび進行に応じて、管端部４を準備する方法は、自動で連続する以下のステップを有する：
−保持具（２）内で管端部（４）を調心して保持する（図１参照）、ステップ；
−プレス体（５，６）を用いて第１の凹み（４ｂ）を加工する（図２参照）、ステップ；
−円錐形の拡張マンドレル（１０）を用いて管端部（４）を拡張し、その際、管端部（４）は、管長手方向でプレス体（５，６）と第１の凹み（４ｂ）とを介して保持されている（図３参照）、ステップ；
−フローティングマンドレル（１２）を第１の凹み（４ｂ）の手前まで管端部（４）内へ導入する（図５参照）、ステップ；
−プレス体（５，７）を用いて第２の凹み（４ｃ）を加工し、その際、フローティングマンドレル（１２）は、両方の凹み（４ｂ，４ｃ）の間で捕捉される（図６参照）、ステップ；
−尖頭加工プレス（１５）を用いて管端部４を尖頭加工する（図７参照）、ステップ。
【００４５】
前述の例では、保持具２とプレス体５とは、相互に間隔を置いて配置された別体のユニットとして構成されている。本発明の、図示していない代替的な実施の形態によれば、保持具とプレス体とは、一体のユニットとして構成されていてもよい。この場合、詳細な構成に応じて、プレス体は、記述の例と同様に１つまたは複数の別個に作動可能なプレス突起を有してよい。この場合、特に簡単な構成では、複数のプレス突起のうちの少なくとも１つが固い突部として保持具に形成されていてよく、これにより保持具の閉鎖と同時に管端部の凹み形成がもたらされる。この範囲内で、管端部を保持するステップと凹みを加工するステップとは、自動で相前後して実行されるのではなく、自動で同時に実行される。
【符号の説明】
【００４６】
１  装置のフレーム
２  管端部に対する保持具
２ａ  保持具のクランプ
３  管
４  管端部
４ａ  管端部の切断縁
４ｂ  管端部の第１の凹み
４ｃ  管端部の第２の凹み
５  プレス体
６  第１のプレス突起
７  第２のプレス突起
６ａ  第１の液圧シリンダ
７ａ  第２の液圧シリンダ
８  揺動アーム
８ａ  アクチュエータ
８ｂ  軸線
９  管端部用の保持体
９ａ  保持体９のクランプ保持具
１０  拡張マンドレル
１０ａ  通路、注入部材
１１  マンドレル保持具、拡張マンドレル
１２  フローティングマンドレル
１３  フローティングマンドレル用の供給体
１４  移動可能な支持体
１５  尖頭加工プレス
【図１】
2019523138.tif 000003
【図２】
2019523138.tif 000004
【図３】
2019523138.tif 000005
【図４】
2019523138.tif 000006
【図５】
2019523138.tif 000007
【図６】
2019523138.tif 000008
【図７】
2019523138.tif 000009
【国際調査報告】
2019523138.tif 000010
2019523138.tif 000011
2019523138.tif 000012
2019523138.tif 000013
2019523138.tif 000014
2019523138.tif 000015